熊 晶 吴 云 林 剑

1)中国地震局地震研究所(地震大地测量重点实验室)，武汉 430071

2)中国地震局地壳应力研究所武汉科技创新基地，武汉430071

1 引言

地震电离层前兆研究表明，大地震发生前，孕震区上空电离层F2 层最大电子密度NmF2(F2 layer peak electron density)和电离层电子密度总含量TEC(Total Electron Content)会出现异常变化［1－10］。但在这些研究成果中，电离层异常判断的背景值是基于震前多天观测值的均值，而这种异常判断方法无法保证背景值不会受到地震活动的影响，所以其准确性值得商榷。本文将采用BP(Back Propagation)神经网络技术，利用2006—2010年UCAR 公布的NmF2 数据，建立局部地区电离层模型，解算电离层NmF2，提供“干净”的电离层NmF2 参考值，以避免异常判断方法的弊端。

掩星观测与电离层测高仪、卫星电离层顶部探测、地基TEC 观测等电离层探测手段相比，掩星观测能够提供准实时、高精度、全天候的全球电离层三维电子密度数据，而且，相关研究结果表明掩星探测数据反演的电子密度剖面与非相关散射雷达和电离层测高仪观测结果一致［11，12］。目前，美国、德国、阿根廷等多个国家均有掩星计划在研或运行，而中国台湾地区与美国合作的COSMIC(Constellation Observing System for Meteorology，Ionosphere and Climate)是迄今为止最成功的掩星计划［13］，它由6 颗在800km 处运行的低轨小卫星组成观测星座，在轨期间能提供每天最多约3 000 个掩星探测剖面，虽然现在卫星已到使用寿命，但其在轨6年累计的观测数据能为电离层模型的建立提供丰富的电离层电子密度数据，而且正在研制的COSMIC-2 系统，预计其数据观测能力将十倍于COSMIC-1。……